SWRY半成品培训教材

➢ 热处理完成之后，需要进行电镀黄铜工艺，黄铜在湿拉过程中起到 润滑作用。
3 放线
➢ 为了避免CA钢丝在放线时绞丝，通过飞轮的张力带给予钢丝一定的 张力。 • 钢丝的张力根据钢丝的直径来确定，用脱脂槽和炉子间的平台 上的张力仪来进行测量。 • 不同的直径控制相应的张力，因此，每次更换直径后要调整放线 张力。
• 预涂上一层皂液，经充分干燥后也能阻止钢丝表面氧化，同时给湿拉 拉拔提供预先的润滑层。
16 收线
• 对与半成品来说即最终产品，钢丝的产品性能直接影响到WWD 的 生产。
• 收线共有46个收线轴，两个备用轴，两个废品轮收线轴。 • 通过编码器来调整主要的排线距离，生产中可以通过机械扳手微调
排线装置。
10 镀铜
阴极辊
阳极效率大于阴极效率。溶液中的Cu2+会越来越高，PH值也越来越高， 所以要使用一个不溶性的阳极来调整。 ➢ 镀铜槽调整槽的作用： • 调整Cu2+的浓度，电流加大，则Cu2+下降。 • 调整PH值：OH-+4e=H2O+O2↑，如电流偏大，则PH值会下降。 ➢ 根据CU(P2O7)26-⇌Cu2++2P2O74-，在溶液中添加P2O74-也能抑制 Cu2+的产生，降低溶液中Cu2+的浓度，实际生产中添加焦磷酸钾。
脱脂槽中添加硼砂:
Borax xH2O----> H2↑+O2↑
CO+O2---> CO2
5 炉子
➢ 面缩率： 面缩率是反映晶粒大小的数据。 • 面缩率高，钢丝的延展性好，强度不够。 （加热太慢或加热不够。） • 面缩率低，钢丝比较脆，强度因杂质聚积 而不够。
因此，必须通过炉子设定严格控制面缩率
➢ 晶粒度： 通过金相检测晶粒度的大小来设定最佳的保温温度。 • 晶粒度太大，则保温度太高，适当降低炉温； • 晶粒度正常，不要轻易改变第六区的温度，应通过改变前几区的温 度来调节第六区的燃烧压力。
13 MF（中频扩散）
• 黄铜是铜和锌的合金，而ISC电镀是 分两部实现的，钢丝表面铜和锌是两 个界限分明的两层。
• MF是利用导体穿过通电的螺旋型线 圈受热升温的原理，改变电流可调节 加热的深度。
• 在MF中，钢丝外层 的镀层被升温到560 ℃左右，Zn和Cu相 互扩散，形成黄铜 合金。
13 MF（中频扩散）
6 流沙床
~1000℃
1#
560 ℃
2#
600 ℃
3#
600 ℃
wire
4#
600 ℃
空气+ 天然气
➢ 流沙床淬火： 流沙床淬火一种将钢丝在沸腾的锆砂中冷却淬火并保温的工艺。
➢ 淬火目的： 得到利于拉拔的最佳金相组织---索氏体
6 流沙床
➢ 冷却速度 • 冷却速度过快：会的得到坚硬的马氏体组织， 根本不能拉拔。 • 冷却速度太慢：会先析出铁素体，铁素体组织 较软，冷作硬化减弱，强度降低。
10 镀铜
✓ 在铜粒保养时仅能有一个槽的泵可以被关掉，保养另一个槽之前，其 他泵必须运行（泵位于开的位置，所有钢丝被焦铜溶液覆盖）。
✓ 因为溶液中Cu2+以络合物存在，浓度很小，所以电流密度较小，小 于12A/dm2。电流密度过大，电镀时找不到足够的Cu2+，会把H+镀 到钢丝上，产生析氢。
✓ 镀层不平整，疏松，湿拉拉拔时铜损变高。因此，如某一个泵坏了， 必须马上修复，否则会增加其它槽的电流密度。另外还要定期检测每 个槽的电流密度，看一下电流分布。
SWRY半成品培训教材
研发部钢线项目组
201012
1 工艺流程
放线
脱脂
酸洗
水冲洗
水冲洗 水冷 磷酸浸
镀铜
MF(中频 扩散)
水冲洗
炉子
碱洗 水冲洗 热水洗 皂浸
流沙床 水冷 镀锌 水冲洗 收线
2 简介
➢ 中拉钢丝需要根据成品要求，进过热处理工艺。热处理的主要目的： ----重新获得拉拔性能 ----得到最佳的金相组织 ----得到经湿拉后想要的抗拉强度
➢ 在拉拔过程中，钢丝的组织会发生变化，晶粒被拉长，断裂。并造成加 工硬化，最终导致钢丝不能被进一步拉拔。经过炉子使晶粒重新形成珠 光体。
5 炉子
钢的组织由不同方向分布的渗碳体的晶粒组成，之间的间隙（晶界）有 杂乱的Fe3C填充。
在拉拔过程中，钢丝的良好结构会被破坏，晶粒被拉长，断裂。钢丝硬 度增加，延展性变差，无法进一步拉拔。经过炉子升温使晶粒重新形成渗 碳体。在炉子中，被破坏的Fe3C重新融合；在流沙床中重新排列。
➢ 热处理分为两个步骤：奥氏体化和淬火。 • 拉拔前，钢的组织由不同方向分布的渗碳体的晶粒组成，之间 的间隙（晶界）有杂乱的Fe3C填充。 • 在拉拔过程中，钢丝的良好结构会被破坏，晶粒被拉长，断裂。 钢丝硬度增加，延展性变差，无法进一步拉拔。 • 经过炉子升温使晶粒重新形成渗碳体。 • 在炉子中，被破坏的Fe3C重新融合；在流沙床中重新排列。
11 镀锌
➢ 锌槽中的反应： • 阴极(Cathode)：Zn2++2e-—>Zn 2H++2e-—>H2 • 不溶解性阳极（Insoluble Anode）：4OH-+4e-—>2H2O+O2
11 镀锌
钢丝在镀锌槽中的位置正确，才 能保证钢丝同一圆周面镀层均匀。
Fe＋Zn2⇌↦Zn＋Fe2＋ 因为Fe比Zn活泼，所以置换出Zn。 • 硫酸锌镀槽中有断丝，则原本该根钢丝上所承受的电流不会附加
➢ 酸洗效果判定：用手掌外侧轻触酸洗水冲洗后钢丝， • 不沾染黑色表示酸洗质量较好； • 有擦不掉的黑色，表示过酸洗； • 能擦掉的黑色表示酸洗不够。
10 镀铜
➢ 电镀： 溶液中的金属离子通过外加电源(整流器)，产生电极差，从而沉积在另 一种金属的表面。
➢ 电镀的条件：
✓可溶性阳极：因为电位差造成阳极不断
8 水冲洗
➢ 目的： 利用串联水冲洗的方式彻底清洁钢丝，避免槽液之间的相互污染、
反应。 ➢ 擦液杆：
在吸气孔前面也会有擦液杆，必须调整好高度。 ➢ 吸气装置
钢丝浸入一个水冲洗槽后，经过吸气口，随后再进入下一个水冲冼 槽。
9 酸洗
➢ 酸洗原理： 酸洗过程中钢丝与HCL反应生成H2，利用H2剥落氧化皮。
至相邻两根钢丝上，基本不会造成镀锌影响。所以，ISC有断丝， 要尽快将断丝接好，否则相邻的两根钢丝Cu％会偏高。
12 热水洗
• 镀锌以后的钢丝在进入MF前，首先要热水洗。 • 热水洗的作用是清洗、预热钢丝并且使钢丝尽快干燥。 • 生产中必须保证钢丝进MF前完全干燥，否则MF提供的功率有一部
分会用作蒸发钢丝上的水分，使得用作镀层扩散的功率会减少，影 响镀层扩散。
14 磷酸浸
• 在MF加热过程中，镀层表面的Zn会氧 化成ZnO，氧化锌很坚硬，湿拉拉拔时 不易变形，造成断丝。 H3PO4＋ZnO↦Zn2＋＋PO43-＋H2O。
• 磷酸的浓度由电导控制，但溶液中如果 Zn2＋浓度过高，会使电导值上升，影响 磷酸的添加。
15 皂浸
• 皂浸过程中钢丝表面被涂上一层润滑剂，它可以使钢丝变得滑爽，提 高钢丝的排线质量。
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5 炉子
➢ 炉压：炉内压力要高于炉外压力。如炉压不足，空气会渗透进炉内并破 坏钢丝，使我们不能得到需要的氧化皮，并有脱碳风险。
5 炉子
➢ 炉子中的气体发生如下反应:
O2
CO
CH4
+
H2
O2
CO2
+
H2O
钢丝表面将会产生氧化物 FeO，Fe3O4，Fe2O4。
★FeO表面膜不完整，不能阻止钢丝继续和气氛接触。 ★ Fe3O4表面膜较完整、较薄，能及时阻止钢丝进一步氧化。 此时CO含量不能超过3%，CO2约97%，水气（H2O）最好没有。
黄铜由α相和β相组成 控制标准
高铜67% 低铜63%
α相 α相/β相>4
钢丝镀层 铜含量
钢丝镀层 铜克重
钢丝表层 铜含量
➢ 黄铜镀层在扩散中的表现： • 温度越高，扩散越彻底。 • 铜含量越高，越容易扩散。 • 镀层重量越高，越不容易扩散。
➢ 扩散与梯度、铜含量的关系： • 增加MF功率，梯度将下降，但增加了ZnO的量。ZnO在磷酸浸中 会被除去，则平均铜含量会上升。
碱洗 ➢ 原理：
阴极：2H++2e ⇌2H↦H2 ↑ 阳极：4OH-⇌O2↑+2H2O+4e • 利用H+的极强还原性，在阴极将Ｆｅ３＋↦Ｆｅ２＋，改变氧
化物的性质，致使氧化皮表面产生裂纹，从而可以去除一部 分氧化物颗粒。 • 通过改变阴阳极，利用阴极产生的大量H2冲掉掉落在原来阳 极位置的氧化物颗粒。
炉子总共分为五个区域，钢丝在炉子的第四区达到940℃ 以上，第五区提供一个扩散（溶解）的时间，即钢丝的保温 时间。仅需提供的热量为钢丝的损失热量，不要使钢丝升温。
5 炉子
在炉子中的钢线温度曲线图
✓ 炉温：炉子各区温度等于设定温度，尤其最后区的温度和燃烧压力。
5 炉子
在炉子中的燃烧气氛示意图
✓ 燃烧状况： • 在炉前观察，炉内颜色必须一致。不能看到炉内有漂渺的烟气。 • 颜色必须是炽热色。
➢ 转变温度： • 转变温度太高：珠光体组织粗大，渗碳体片间 距大，机械性能低。 • 转变温度太低：产生贝氏体甚至马氏体，拉拔 性能差。